Цели урока:
образовательные: дать понятие самостоятельного и несамостоятельного разряда в газе, познакомить с механизмом образования свободных зарядов в газе, рассмотреть типы самостоятельного разряда и их свойства формировать умения решать качественные задачи, анализировать графики и физические закономерности.
развивающие: развивать творческое мышление, развивать умение применять знания в новой нестандартной ситуации, развивать умение анализировать, делать выводы.
воспитательные: воспитывать доброжелательное отношение друг к другу, взаимопонимание и взаимопощь.
Оборудование к уроку: интерактивная доска, мультимедийный проектор, плоский конденсатор, набор спектральных трубок, “Разряд-1”, электрофорная машина
Ход урока
1. Организационный момент
Мы живем на дне воздушного океана. В атмосфере наблюдается немало интересных электрических явлений. Вот как описывает в своем стихотворении “Капитаны”
Н.С.Гумилев одно из таких явлений:
(Слайд 2). Презентация
Там волны с блесками и всплесками
Непрекращаемого танца,
И там летит скачками резкими
Корабль летучего Голландца
Ни риф, ни мель ему не встретятся,
Но, знак печали и несчастий,
Огни святого Эльма светятся,
Усеяв борт его и снасти
Целью сегодняшнего урока является изучение электрических явлений в атмосфере и газах. Выяснить условия, при которых возникает электрический ток в газах.
2. Изучение нового материала
Постановка учебной проблемы.
Учитель задает вопрос: перед вами заряженный конденсатор, соединенный с электрометром. Почему заряд конденсатора и электрометра сохраняется?
Учащиеся отвечают: Газы состоят из нейтральных молекул. Поэтому в обычных условиях газы являются хорошими изоляторами.
Учитель ставит опыт: В пространство между пластинами конденсатора вносится зажженная спиртовка. Учащиеся наблюдают уменьшение заряда электрометра.
Учитель задает вопрос: Почему разряжается электрометр? Какую роль играет пламя?
Учащиеся отвечают: В результате нагревания газа происходит его ионизация.
На экране слайд 4: Процесс протекания тока через газ называется газовым разрядом. Проводимость газа можно увеличить путем нагревания или облучением пространства между пластинами конденсатора ультрафиолетовым излучением.
На экране слайд 5: Ионизация – распад молекул на положительные ионы и электроны. Показывается механизм образования положительного иона и электрона
На экране слайд 6: Электрический ток в газах – это направленное движение положительных ионов и электронов.
Учитель задает вопрос: Почему заряд электрометра сохраняется, если действие ионизатора убрать?
Учащиеся отвечают: Если ионизатор убрать, то новых ионов и электронов не образуется. Из положительных ионов и электронов образуются нейтральные молекулы.
На экране слайд 7: Рекомбинация – это образование нейтральных молекул из электронов и положительных ионов
Существует два типа разрядов в газе: несамостоятельный и самостоятельный. На экране слайд 8.
Для исследования зависимости силы тока от напряжения собирают цепь.
Слайд 9. Рассмотрим вольт-амперную характеристику несамостоятельного разряда. Слайд 10. Вопросы для беседы: Как меняется сила тока с увеличением напряжения? (С увеличением напряжения увеличивается сила тока). Почему? (Чем больше напряжение, тем больше заряженных частиц достигает электродов, тем больше сила тока). О чем говорит горизонтальная часть графика? (Все частицы, образующиеся под действием ионизатора, достигают электродов) Если действие ионизатора, убрать, то разряд в газе прекратиться. Это несамостоятельный разряд. При дальнейшем увеличении напряжения наблюдается дальнейший рост силы тока.
Учитель задает вопрос: Что может стать причиной увеличения силы тока? Почему при увеличении напряжения количество зарядов растет лавинообразно? Найдите ответы в учебнике. Учащиеся ищут ответы на вопросы. Обсуждение ответов учащихся. Слайды 11, 12.
Для изучения типов самостоятельного разряда класс делится на 4 группы. Каждая группа получает задание по изучению определенного вида разряда: 1 группа – тлеющий разряд; вторая – электрическую дугу; третья – искровой заряд; четвертая – коронный разряд. После обсуждения заполняется таблица. Обсуждение сопровождается показом демонстраций и слайдов. (Cлайды 15 -36)
| Условия | Тлеющий | Электрическая дуга | Искровой разряд | Коронный разряд |
| Состояние газа | Разреженный газ | Воздух | Воздух | Воздух |
| Положение электродов | Десятки сантиметров | Несколько сантиметров | Произвольное | Острый электрод |
| Напряжение | Десятки, сотни вольт | Десятки вольт | Тысячи и миллионы вольт | Тысячи и более вольт |
| Сила тока | Несколько миллиампер | Десятки, сотни ампер | До сотен тысяч ампер | Доли ампер |
3. Закрепление. Р.№ 910.
Дано:
ni = 2,7•1022 м-3
(ni/n)% -?
Решение:
p = nkT
n =
Вычисление
n =
=2,65•1025
ni/n =
= 10-3
4. Рефлексия. Учитель задает вопросы:
(ni/n)% = 0,1%1. Что нового узнали на уроке?
2. Что вас особенно поразило при изучении нового материала?
3. Для чего необходимо знать условия протекания различных разрядов в газе?
4. В каких случаях необходимо учитывать эти знания на практике? Приведите примеры.
Учащиеся устно высказывают свое мнение.
5. Домашнее задание: § 124-125, Р.№ 908, 911.
Список использованной литературы
1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б, Сотский Н.Н. Физика 10 класс. - М.: Просвещение, 2010.
2. Пинский А.А., Кабардин О.Ф. Физика. Учебник для 10 класса с углубленным изучением физики. – М.: Просвещение, 2007.
3. Рымкевич А.П. Физика. Задачник 10-1 классы. - М.: Дрофа, 2005.
4. Сауров Ю.А. Физика в 10 классе. - М.: Просвещение, 2005.